DE2944136C2

DE2944136C2 - Vorrichtung zum automatischen Steuern der Hämodialyse bei vorgewählter Ultrafiltrationsgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE2944136C2
Application number: DE2944136A
Authority: DE
Inventors: Julian I. Concord Calif. Landau; Bennie J. Walnut Creek Calif. Lipps
Original assignee: Cordis Dow Corp
Current assignee: Althin Medical Inc
Priority date: 1978-11-06
Filing date: 1979-11-02
Publication date: 1983-02-10
Also published as: FR2440741A1; FR2440741B1; AU529556B2; JPS5573264A; CA1142860A; CH637019A5; ES492413A0; BR7907163A; IT1162412B; DE2944136A1; DK467679A; NL7908045A; AU5212779A; MX151332A; SE7909117L; BE879812A; GB2034601A; ES8101895A1; US4209391A; JPS5926309B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Steuern der Hämodialyse bei vorgewählter Ultrafiltralionsgeschwindigkeit. mit ec -ein geschlossenen Dialysatkreislauf mit einem Abschnitt überatmosphärischen Drucks und einem Absrhnilt unteratmosphärischen Drucks, einer künstlichen Niere im unteratmosphärischen Abschnitt zum gleichzeitigen Dialysieren und Ultrafiltrieren des Blutes mit Bluteinlaß- und Blutauslaßöffnungen und Dialysateinlaß- und -auslaßöffnungen, einer Dialysateinlaßleitung und einer Dialysatablaßleitung, die mil dem Abschnitt überatmosphärischen Drucks verbunden sind, einer Frischdialysat-Zuführleitung zur Niere und einer Gcbrauchtdialysat-Abführleilung von der Niere, einem die Frischdialysat-Zuführleitung in einen Abschnitt überatmosphärischen und einen Abschnitt unteratmosphärischen Drucks teilenden Druckminderer, einem die Gcbrauchtdialysat-Abführleitung in einen Abschnitt überatmosphärischen und einen Abschnitt untcniimosphärischen Drucks teilenden Druckverstärker sowie einem Ultrafiltrat-Entfernungsgerät.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 25 06 039 bekannt. Vorteilhaft ist. daß gebrauchtes Dialysat nicht -zur Niere zurückgeführt, sondern aus dem Kreislauf entfernt wird.

Bei älteren bekannten klinisch benutzten Hämodialysesystemen wurde das Ultrafiltrat während der Hämodialyse bestimmt, indem man Veränderungen des Druckes auf der Dialysatseite der Membran nach periodischer Ablesung von Aiigenblicksmcssungen der Menge des entfernten Ulirafilirats oder der Gcschwin-

digkeli seiner Emfetfmng während der Hämodialyse von Hand vornahm» Nach Durchführung der Umstellung auf den entsprechend korrigierten Druck durch einen Techniker Welt die Vorrichtung den neu gewählten transmembranen Druck aufrecht, bis er zu s einem späteren Zeitpunkt nach Bedarf wieder neu eingestellt wurde. Die US-PS 39 90 973 zeigt ein solches System; es ist ein Ultrafiltrationsmeßsystem, welches den Dialysatfluß zu und voc der Niere unterbricht und während der Unterbrechung das erzeugte Ultrafiltrat mißt Der dynamische transmembrane Druck in der künstlichen Niere wird im Augenblick der Unterbrechung während der zum Messen des Ultrafütrats in einem Durchflußmesser erforderlichen Zeit aufrechterhalten. Nach dem Vergleich der gemessenen mit der anfänglich eingestellten Geschwindigkeit wird die Differenz zur Neueinsteliung des transmembranen Druckes auf einen Wert benutzt, mit dem die Ultrafiltralentfernung bei der Hämodialyse-Behandlung erreicht werden solL

Weitere Patentschriften, welche Vorrichtungen zum Sammeln des Ultrafütrats, CTm Beispiel in einem gradulierten Zylinder, während der HjVnodiaiyse offenbaren und bei denen das Verfahren durch Änderung der Betriebsparameter, welche den transmembranen Druck bestimmen, von Hand gesteuert wird, sind die US-PS 36 69 880,39 79 284,40 21 341 und 40 93 545. Nach bestimmten dieser Patentschriften wird ein geschlossener Umwälzungskreislauf verwendet welche die künstliche Niere enthält sowie ein Paar Pumpen oder Kolben-Zylindereinheiten oder Zylinder, die mit Membranen versehen sind, um gleiche Mengen Dialysat zu und von der Niere zu fördern, wobei ein Teil des verbrauchten Dialysats in ein Meßgefäß abgezogen wird. Die US-PS 4021341 zeigt beispielsweise ein System, in welchem Eingangs- und Ausgangspumpen miteinander verbunden sind, um im wesentlichen gleiche Volumina Dialysat zu und von einer künstlichen Niere zu fördern, und die die Menge zugeführten Dialysats übersteigende Menge abgeführten Dialysats wird « abgetrennt und gemessen, um dadurch die augenblickliche Ultrafiltrationsgeschwindigkeit und das gesamte Ultrafiltratvolumen zu überwachen. Die Geschwindigkeit wird mit einem Durchflußmesser bestimmt und nach Ablesung durch den die Vorrichtung Bedienenden als Grundlage für die Änderung der Einstellung der Druckverminderung des eintretenden Dialysats und/ oder der Druckverstärkung des austretenden Dialysats von Hand benutzt, um dadurch den transmembranen Druck nach Bedarf zu verändern und die Ultrafiltra- ^M tionsgeschwindigkeit zu steuern. Dieses System ist ungenau infolge des Pumpenbetriebs sowie der Abstimmung der gepumpten Volumina über eine Hämodialyse-Behandlung von 4 bis 6 Stunden Dauer; es hat außerdem den Nachteil, daß es eine Rückwälzung des gebrauchten Dialysats zur Niere zuläßt und diese Rückwälzung vermindert die Leistungsfähigkeit der Dialyse oder verlangt eine häufige Überwachung seitens des Personals, um die Einstellung des schwächeren Drucks, die eine solche Rückwälzung von ^M gebrauchtem Dialysat zur Folge haben kann, zu verhindern.

Die DE-OS 25 52 755 zeigt eine Dialysatzuführkammer, welche das Dialysat einer künstlichen Niere zuführt und gebrauchtes Dialysat und Ultrafiltrat von der Niere aufnimmt. Die zu- und abgeführten Mengen Dialysat sind gleich, und jede Zunahme oder Abnahme des Flüssigkeitsvolumens wird als Maß für das Ultrafiltrat genommen. Es ist ein Meßrohr sichtbar vorgesehen, das das zusätzliche Ultrafiltrat im Pegel der Dialysatspeicherkitmmer anzeigt Die Zuführung und Abführung gleicher Mengen Dialysat wird durch einen Zylinder und einen darin bewegbaren Kolben sichergestellt Ventile ermöglichen den Eintritt von Dialysat in die Kammer, deren Volumen sich durch Verschiebung des Kolbens vergrößert und das Austreten des Dialysats in das Leitungssystem zur Niere, wenn sich das Volumen verkleinert

Aus der DE-OS 26 34 238 ist es bekannt anstelle mit der Zylinder/Kolben-Einrichtung mit Hilfe elastischer Membranen in einem Hohlkörper identische Flüssigkeitsvolumina zu verschieben. Es sind zwei solcher Hohlkörper vorgesehen, die abwechselnd betrieben werden. Die Ein-, An- und Auslaßventile dieser Hohlkörper werden gleichzeitig geschaltet

In der nachveröffentlichten DE-OS 27 34 561 wird eine Vorrichtung zur Ultrafiltrationssteuerung bei der Hämodialyse vorgeschlagen, die mit einer Vorratsmenge Dialysat arbeitet und einen vorbestimmten Anteil Dialysat aus dem Kreislauf abzieht fis sind Meßkammern in den Kreislauf des Dialysats eingeschaltet die über Ventile so gesteuert werden, daß sie in einem Zyklus gebrachtes Dialysat und im nächsten Zyklus frische Dialysat fördern. Um ein Vermischen frischen und gebrachten Dialysats weitgehend zu vermeiden, muß die Länge der Meßkammern wesentlich größer sein als ihr Durchmesser, und die Übergangsstücke zu den anschließenden Leitungen müssen so ausgebildet sein, daß laminare Strömung gewährleistet ist

Der Artikel »Clinical Evaluation of a Pre-Set Ultrafiltration Rate Controller Available für Single Pass and Hemodiafiltration Systems«, Artificial Organs, Mai 1978, Bd2, Nr.2, Seite 141-143 offenbart für Systeme, bei denen das Dialysat die künstliche Niere nur einmal durchläuft die Versorgung einer künstlichen Niere mit Dialysat und die Entfernung des Dialysats aus ihr unter Verwendung von Zwillingskammern, die mit senkrecht orientierten Membranen ausgestattet sind. Es ist ausgeführt daß die Entfernung einer bestimmten Menge verbrauchten Dialysats in dem geschlossenen System die Entwicklung eines negativen Druckes auf der Dialysatseite der Membran sowie die resultierende Ultrafiltration von Wasser durch die Membran verursacht Dieses System schließt einen Entgaser in der Leitung für verbrauchtes Dialysat ein, um Gas aus dem abgezogenen Dialysat vor dessen Messung zu entfernen.

Der Artikel >The Accurate Control of Ultrafiltration«, Artificial Organs, Mai 1978, Bd 2, Nr. 2, Seite 144-146, beschreibt ein Paar isovolumetrischer Pumpen in Form von zwei Kolben, die auf einer gemeinsamen Stange gelagert sind und die sich in mit Ventilen und einem Schattsystem, ähnlich dem in der US-PS 34 06 826 offenbarten, versehenen Kammern hin- u*jd herbewegen, um dadurch Dialysat zu einer künstlichen Niere in einem geschlossenen Dialysatkreislauf hinzuführen und das gebrauchte Dialysat von ihr zu entfernen; dieser Kreislauf verwerJet eine peristaltische Pumpe im Bereich der Niere zur Entfernung eines Teils des gebrauchten Dialysats, welches in einem graduierten Zylinder gesammelt wird.

Im Handel erhältliche Dialysatdurchflußsteuersysteme verwenden eine Pumpe in einer von einer künstlichen Niere liich außen führenden Leitung, um gebrauchtes Dialysat aus einem geschlossenen System abzuziehen. Beim Arbeiten mit Zylinder/Kolben- oder

Zylinder/Membran-Paaren zur Versorgung der Niere mit Dialysat wird durch die gleichzeitige Bewegung der Kolben oder Membranen der Niere eine Ultrafiltration auferlegt Diese Systeme messen das abgezogene gebrauchte Dialysat nachdem nur die abgezogene Flüssigkeit entgast worden ist.

Auf die Bedeutung der Entfernung von Gas aus den aus dem Blut entfernten Flüssigkeiten, die für die Überwachung des Fortgangs einer Hämodialysebehandlung verwendet werden, ist in der US-PS 40 54 522 hingewiesen; dieser Patentschrift ist ferner zu entnehmen, daß die Hauptfehlerquelle in Versuchen zur Überwachung von Dialysatvolumen, insbesondere bei Systemen, bei denen das Dialysat die künstliche Niere nur einmal durchläuft, der Einschluß von Gasen in dem umlaufenden Dialysat war; es wird empfohlen, die Flüssigkeiten in dem in der US-PS beschriebenen Gerät, welches hin- und herbewegliche Blenden in Kammern mit unterschiedlichen Volumina benutzt, zu entgasen.

Schließlich ist noch die DE-OS 25 44 258 zu erv. ahnen, aus der eine Vorrichtung für die Hämodialyse bekannt ist, bei welcher im Dialysatkreislauf ein Behälter vorgesehen ist, aus welchem eine Pumpe eine einstellbare Menge Dialysat entfernt. Der Behälter dient gleichzeitig als Luftabscheider, durch den sichergestellt werden soll, daß der volumetrische Mengenvergleich zwischen ein- und ausströmender Flüssigkeit nicht verfälscht wird. Wenn sich eine gewisse Menge Luft in dem Behälter angesammelt hat, saugt die Dialysatentfernungspumpe diese Luft ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einem hydraulisch dichten Dialysatkreislauf zu schaffen, bei welchem die vorgewählte gewünschte Ultrafilirationsgeschwindigkeit über die ganze Behandlungsdauer mit ausreichender Genauigkeit aufrechterhalten wird, ohne daß irgendwelche Änderungen an den Betriebsparametern vorgenommen werden müssen; der Druck an der künstlichen Niere soll sich selbsttätig auf den Wert einstellen, bei welchem die gleiche Flüssigkeitsmenge aus dem Blut entfernt wird, die als gasfreies Ultrafiltrat aus dem Kreislauf entfernt wird. Diese Vorrichtung soll einfach und wirtschaftlich herstellbar sein.

Die Lösung der Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben, vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben.

Die Vorwahl der gewünschten Geschwindigkeit der Ultrafiltration und ihre Aufrechterhaltung während der ganzen Behandlungszeit ist dadurch gewährleistet, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung Einrichtungen aufweist, die sicherstellen, daß die Flüssigkeit gasfrei ist. Ein Paar Kolben/Zylinder-Einheiten für die Zufuhr und Abgabe von Dialysat an die und von der Niere, welche den bisher bekannten Einheiten ähnlich sind, ist mit einem Ultrafiltrat-Entfemungsgerät, ζ. Β. einem dritten Zylinder/Kolbeneinheit, derart verbunden, daß von diesem Kreislauf zwangsläufig die genaue Menge Flüssigkeit oder Ultrafiltrat abgezogen wird, welche gleich dem überschüssigen Wasser ist, das dem Patienten bei der Behandlung abgenommen werden soll. Infolge des zwangsläufigen Abzugs durch die dritte Zylinder/Kolbeneinheit verändern sich die Drücke innerhalb des Abschnitts unteratmosphärischen Drucks des Kreislaufs und — was am wichtigsten ist — der Druckunterschied zwischen der Blut- und der Diaiysatseite der Niere, d.h. der transmembrane Druck. Druckminderer und Druckverstärker halten den geänderten transmembranen Druck, ungeachtet von Blutdruckändemngen oder abströmseitigen Druckveränderungen, auf dem Dialysat aufrecht. Das Ergebnis ist ein automatischer Übergang des transmembranen Drucks auf den Druck, welcher gefordert wird, um Wasser aus dem Blut durch Ultrafiltration mit der vorgegebenen Geschwindigkeit zu entfernen, die durch den Betrieb der dritten Zylinder/Kolbeneinheit bestimmt und gesteuert wird. Mit anderen Worten, es wird ein Abnehmen des transmembranen Druckes auf den

ίο unteratmosphärischen Druck verursacht, der eine UltrafiHrationsgeschwindigkeit herbeiführt, die der vorbestimmten Geschwindigkeit der Flüssigkeitsentfernung entspricht.
Ein Vorteil, der mit der Erfindung erreichbar ist.

besteht darin, daß genau die gewünschte Menge überschüssigen Wassers aus dem Patienten entfernt wird, und zwar mit der Geschwindigkeit, die den Erfordernissen des betreffenden Patienten am besten entspricht; diese Geschwindigkeit v.'ird irr·, wesentlichen gleichmäßig und automatisch aufrechterhalten. Das Ergebnis wird erreicht ungeachtet irgendwelcher Änderungen, die etwa auftreten können — und normalerweise auch auftreten — infolge Behinderung der Flüssigkeitsabscheidung aus dem Blut an der halbdurchlässigen Membran oder den Hohlfaserwandflächen, weil die kleinen öffnungen in der Membran verstopft sind, oder infolge unkontrollierbarer Veränderungen, tiis: im Druck auf der Blutseite der künstlichen Niere auftreten können. Die Vorrichtung arbeitet daher präziser und zuverlässiger als bisher klinisch benutzte, bei denen von der Annahme ausgegangen wird, daß die künstliche Niere während der garnen Hämodialyse ihre festgelegte oder neue Ultrafiltrationsrate, d. h. ihre Fähigkeit zur Abgabe von Wasser als Funktion des transmembranen Druckes beibehält.

Die Vorrichtung weist gemeinsam getriebene Zwillingseinheiten aus Kolben und Zylinder und eine dritte, unabhängig mit Energie versorgte Einheit von kleincrem Volumen als dem der Zwillingszylindereinheiten in

♦o einem Abschnitt überatmosphärischen Drucks auf, so daß sich alle drei Einheiten in dem Abschnitt des Kreislaufs befinden, der von dem Abschnitt unteratmosphärischen Drucks, welcher die künstliche Niere enthält, getrennt ist. Die dritte Einheit, z. B. eine Zylinder/Kolbeneinheit, ist in dem Abschnitt überatmosphärischen Druckes des Kreislaufs in der Frischdialysat-Zuführleitung angeordnet und zieht gasfreies, frisches Dialysat bei überatmosphärischem Druck von dem Kreislauf ab, wenn ihre Antriebsvorrichtung in

so Tätigkeit ist Sie ist von der Dialysateinlaßöffnung der Niere durch einen Druckminderer, der im nachstehenden auch Gegendruckregler genannt wird, in einem geschlossenen Kreis, getrennt so daß der unteratmosphärische Druck auf dem Dialysat in der Niere als eine Funktion der Abzugsgeschwindigkeit des Strömungsmittels durch die dritte Zylinder/Kolbeneinheit entwikkelt wird. Außerdem ist die Zylinderkammer jeder der Zylinder/Kolben-Zwillingseinheiten, welche abzuführendes gebrauchtes Dialysat aufnimmt, von dem Abschnitt unteratmosphärischen Druckes des Kreislaufs durch einen Druckverstärker, der im nachstehenden auch Druckpumpe genannt wird, getrennt welcher den Druck auf dem gebrauchten Dialysat am Austritt der Niere auf einen Druck erhöht der gleich oder höher

& ist als der Druck auf dem eintretenden Dialysat; und — was das wichtigste ist — ein Entgaser ist in dem Kreislauf zwischen der Hochdruckseite der Druckpumpe und dem Einlaß der Kammer jeder der Zylinder/Kol-

ben-Zwillingseinheiten angeordnet, welche gebrauchtes Dialysat, das abgeführt werden soll, aufnimmt.

Es ist gefunden worden, daß es notwendig ist, alle Gase, welche unter Umständen in den Abschnitt unteratmosphärischen Druckes des geschlossenen s Kreislaufs gelangen, aus dem gesamten verbrauchten Dialysat zu entfernen, um eine vollkommen gasfreie Flüssigkeit in einem geschlossenen Kreis zu erreichen. Bisher hat man nur das abgezogene gebrauchte Dialysat entgast, aber nicht das im übrigen Teil des gebrauchten Dialysats mitgeführt, welches in dem nächsten Arbeitstakt abgegeben wird. Bei wirksamen Betriebsbedingungen mit Unterdrücken von unter 345,8 mbar tritt infolge unzureichender Fitting-Verbindungen Gas von erheblichem Volumen ein; es kann auch Gas aus dem Blut und aus schlecht entgastem in die Vorrichtung eingeleitetem Dialysat in den Kreislauf gelangen; wenn dieses Gas nicht entfernt wird, bevor der übrige Teil des gebrauchten Dialysats zu dem Zylinder zurückgeführt wird, der es im nächsten Takt zum Abfuhren aufnimmt, dann ist die Forderung des absoluten Freiseins der Flüssigkeit von Gas nicht mehr erfüllt. In dem Maße, in dem ein derartiges Gas einen Teil des Volumens der Kammer für das gebrauchte Dialysat einnimmt, ergibt sich ein Fehler in der Voraussetzung, daß die abgezogene Flüssigkeit, selbst nachdem sie entgast wurde, genau gleich ist dem Volumen des aus dem Blut ultrafiltrierten Wassers. Der Kreislauf gemäß der Erfindung schaltet diesen Fehler aus und überwindet die Schwierigkeit, wie im folgenden ausführlich erläutert wird.

Es folgt nun eine kurze Beschreibung der Zeichnungen. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Kreislaufs gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform und

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Kreislaufs, bei der in den Zylindereinheiten zur Zu- und Abführung von *o Dialysat zum und vom Hämodialysatorteil des Kreislaufs vorgesehen sind.

Im folgenden wird eine ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Vorrichtung gegeben. Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, enthält der Kreislauf einen Abschnitt 100 überatmosphärischen Druckes, sowie einen Abschnitt 200 unteratmosphärischen Druckes. Die Hauptbestandteile des Kreislaufs, welche ständig auf einem überatmosphärischen Druck stehen, schließen ein die Zylindereinheit 110, die Zylindereinheit 120, das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130, das frische Dialysat in der dem Ultrafiltrat entsprechenden Menge entfernt, und den Entgaser 140. Die Hauptbestandteile im Abschnitt 200 unteratmosphärischen Druckes umfassen die künstliche Niere 210, den Druckminderer 220, sowie den Druckverstärker 230. Diese Teile sind — wie gezeigt — durch Rohrleitungen in einer mit Ventilen ausgestatteten, geschlossenen flüssigkeitsdichten Anordnung miteinander verbunden, welche die EinlaSleitung 150 für frisches Dialysat, die Frischdialysat-Zuführleitung 160 zur Niere 210, die Leitung 170 zur Entfernung von gebrauchtem Dialysat und die Dialysatablaßleitung 180 enthält.

Das allgemeine Betriebsschema des Kreislaufs während der Hämodialyse besteht in der Zuführung von ^κ frischem Dialysat vom Abschnitt 100 überatmosphärischen Druckes des Kreislaufs zu der Niere im Abschnitt 200 unteratmosphärischen Druckes und der Rückführung des gebrauchten Dialysats von der Niere 210 zum Abschnitt 100 überatmosphärischen Druckes des Kreislaufs in periodischem Wechsel. Die Zylindereinheiten 110 und 120 sind mit der Niere 210 über Ventile verbindbar, welche durch eine Schalteinrichtung (nicht gezeigt) derart betätigt werden, daß zu jedem gegebenen Zeitpunkt nur einer der Zylinder mit der Niere 210 in Strömungsmittelverbindung steht. Die Zylinder HO und 120 sind in zwei Kammern unterteilt, welche ermöglichen, daß die Funktionen der Zylinder 110 und 120 nach jedem halben Arbeitstakt, in dem ein Zylinder mit frischtm Dialysat gefüllt wird, während gebrauchtes Dialysat abgegeben wird, und gleichzeitig der andere Zylinder frisches Dialysat an die Niere abgibt, während gebrauchtes Dialysat an die anderen Kammer desselben Zylinders abgegeben wird, wechseln. Während die Zylinder 110 und 120 einander abwechseln, sind das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130 und der Druckminderer 220 ständig in Strömungsmittelverbindung mit dem Zylinder und dessen Kammer, welche der Niere 210 frisches Dialysat zuführt. In ähnlicher Weise sind der Druckverstärker 230 und der Entgaser 140 ständig in Strömungsmittelverbindung mit dem Zylinder, dessen Kammer gebrauchtes Dialysat von der Niere 210 empfängt. Der Einfachheit halber wird der Kreislauf einschließlich dem Zylinder 1IU oder 120, welcher mit frischem Dialysat in dem Maße gefüllt wird, wie er gebrauchtes Dialysat abläßt, im Anschluß hieran mit Dialysateinlaß- und -ablaßkreis bezeichnet; der Kreislauf, welcher den Zylinder 110 oder 120 enthält, der der Niere frisches Dialysat zuführt, während er gebrauchtes Dialysat von der Niere aufnimmt, wird im Anschluß hieran als der Frischdialysat-Zu- und Gebrauchtdialysat-Abführkreis bezeichnet.

Der Zylinder 110 ist durch einen Kolben 105 in Kammern 101, 102 unterteilt. Der Kolben 105 führt innerhalb der Bohrung des Zylinders eine Hin- und Herbewegung aus und ist, wie F i g. I zeigt, auf einer Antriebsstange 106 gelagert, wobei jede der beiden Kammern 101, 102 mittels geeigneter Dichtungen, wie beispielsweise eines O-Ringes 108, abgedichtet ist, um das Strömungsmittel in der Kammer 101 von dem in der Kammer 102 zu isolieren, sowie mittels einer Dichtung 109 für die Stange 106, um Strömungsmittel oder Luft daran zu hindern, in die Kammern 101 oder 102 einzutreten bzw. aus ihnen zu entweichen. Als Zylinderunterteilung ist auch eine Membran 107, wie in gestrichelten Linien gezeigt, geeignet Zylinder, welche anstelle des Kolbens lediglich eine Membran enthalten, bilden eine bevorzugte Anordnung, die in F i g. 3 näher dargestellt ist. Der Zylinder 120 ist gleich dem Zylinder 1^0, und gleiche Teile desselben sind mit dem gleichen Bezugszeichen und dem Index A versehen. .

Jede der Kammern 101, 102, 101Λ und 102Λ der Zylinder 110 bzw. 120 ist durch schematisch in F i g. 1 gezeigte. Ventile mit der Dialysateinlaßleitung 150, der Dialysatablaßleitung 180, der Frischdialysat-Zuführleitung 160 zur Niere und der Gebrauchtdialysat-Abführleitung 170 verbunden. Die Kammer 101 steht über das Ein-Aus-Zweiwegventil 111 mit der Dialysateinlaßleitung 150 und über ein weiteres Zweiwegventil 113 mit der Frischdialysat-Zuführleitung 160 zur Niere in Verbindung. Die Kammer 102 ist durch ein Zweiwegventil 115 an die Dialysatablaßleitung 180 und durch das Zweiwegventil 117 an die Gebrauchtdialysat-Abführleitung 170 (gebrauchtem Dialysat von der Niere) angeschlossen. Die Kammer 101Λ ist durch das Zweiwegventil 119 an die Dialysateinlaßleitung 150 und

durch das Zweiwegventil 121 an die Frischdialysat-Zuführleitung 160 angeschlossen. Die Kammer 102/4 ist durch das Zweiwegventil 123 an die Dialysatablaßleitung 180 und durch das Zweiwegventil 125 an die Gebrauchtdialysat-Abführleitung 170 angeschlossen. Am Ende eines Hubes des Kolbens oder der Membran in den Zylindern 110 und 120 wird jedes der Ventile aus einer geöffneten in eine geschlossene Stellung oder umgekehrt geschaltet.

Wenn sich dar Zylinder 110 in dem Halbtakt befindet, in dem frisches Dialysat in Kammer 101 ist, während sich der Kolben 105 in Richtung nach rechts bewegt, umfaßt der Dialysatein- und -ablaßkreis die Leitung 150, welche mit der Kammer 101 über das offene Ventil 111 in Verbindung steht, und die Dialysatablaßleitung 180, welche über ein offenes Ventil 115 mit der Kammer 102 in Verbindung steht, während die geschlossenen Ventile 113 und 117 den Zylinder 110 von der Frischdialysat-Zuführleitung 160 bzw. der Gebrauchtdialysat-Abführleitung 170 und damit von der Niere 210 trennen. Zur gleichen Zeit, zu der sich der Kolben 105 nach rechts bewegt, bewegt sich der Kolben 105a in dem Zylinder 120 ebenfalls nach rechts, und der Zylinder 120 befindet sich in seinem Halbtakt zur Aufnahme gebrauchten Dialysats in Kammer 102Λ und zum Abgeben frischen Dialysats an die Niere aus der Kammer 101Λ; der Frischdialysatzuführ- und Gebrauchtdialysatabführkreis umfaßt die Gebrauchtdialysat-Abführleitung 170, die mit der Kammer 102/4 über ein offenes Ventil 125 in Verbindung steht, sowie die Frischdialysat-Zuführleitung 160, die mit der Kammer 101/4 über das offene Ventil 121 in Verbindung steht, während die geschlossenen Ventile 123 und 119 den Zylinder 120 von der Dialysatablaßleitung 180 bzw. der Dialysateinlaßleitung 150 trennen. -

Da die oben beschriebene Ventilanordnung die Zylinder 110 und 120 voneinander trennt, und die Abdichtungen an dem Kolben 105 oder der Membran 107 jede Kammer von der anderen trennen, füllt das hereinkommende frische Dialysat denselben Hohlraum aus welchem das gebrauchte Dialysat ausgestoßen wurde; frisches und gebrauchtes Dialysat sind somit im Volumen identisch. In gleicher Weise füllt das von der Niere 210 kommende gebrauchte Dialysat denselben Hohlraum, aus welchem das frische Dialysat an die Niere 210 abgegeben wurde, und diese Volumina sind identisch. Dieselben Beziehungen treffen für den anderen Halbtakt jeder Zylinder/Kolbeneinheit zu. Während es wünschenswert ist, daß die Volumina der Zylinder 110 und 120 im wesentlichen gleich sind, ist doch darauf hinzuweisen, daß das Strömungsmittelvolumen, welches durch das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130 abgezogen wurde, genau das gleiche Volumen ist wie das des aus dem Blut und in das umgewälzte Dialysat abgezogenen Wassers oder Ultrafiltrats und in keiner Weise durch irgendeinen Unterschied in den Volumina der Zylinder 110 und 120 beeinträchtigt wird. Ein derartiger Unterschied würde lediglich eine leichte Abweichung in der Geschwindigkeit des Dialysatflusses durch die Niere 210 verursachen, und derartige Abweichungen haben nur wenig Einwirkung auf die Geschwindigkeit der Ultrafiltration und wenig oder gar keine feststellbare Wirkung auf die Reinigung des Blutes während der Hämodialyse von Harnstoff, Kreatinin oder anderen Giften.

Es ist wesentlich, daß die Zylinderanordnung getrennte Kammern mit Ventilen bildet, die in der Lage sind, den Dialysateinlaß- und Ablaßkreis und den Frischdialysatzu- und Gebrauchtdialysatabführkreis, periodisch abwechselnd zu schaffen. Es ist jedoch unnötig, getrennte EinleS- und Auslaßöffnungen in jeder Kammer 101, 102, 101/4 und 102Λ vorzusehen; eine einzige Einlaß/Auslaßöffnung in jeder Kammer, durch Dreiwegventile miteinander verbunden, ist wirtschaftlicher. Da alle Ventile ihre Funktion am Ende des Kolbenhubes umkehren, ist die zuverlässigste und damit bevorzugte Ventilkonstruktion ein einziger Ventilkörper oder ein Paar von Ventilkörpern mit der erforderlichen Anzahl an Ventilen und Öffnungen, wobei alle Ventile mittels einer einzigen Vorrichtung gleichzeitig umkehrbar sind. Geeignete Mehrventilkonstruktionen sind im Handel erhältlich. Sie bieten den Vorteil einer Herabsetzung der Möglichkeit von Fehlfunktionen oder Zeitverzögerungen bei der Umkehr von acht getrennten Zweiwegventilen der in don Zeichnungen schematisch dargestellten Art.

Das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130 bildei eine Verbindung zwischen der Dialysatablaßleitung 180 und der Frischdialysat-Zuführieitung IbO. die während des Betriebes nur frisches Dialysat enthält. Das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130 arbeitet in gleicher Weise befriedigend, wenn es in der Gebrauchtdialysat-Abführleitung 170 zwischen dem Entgaser 14C und den Kammern 102 und 102/4 angeordnet ist. Frisches Dialysat, das entsprechend der gewünschten Zusammensetzung gemischt und temperiert ist, wird durch die Dialysateinlaßleitung 150 zu einem T-Stück 132 geführt, und zwar unter einem überatmosphärischen Druck im Bereich von 0,07 bis etwa 1,40 bar, z. B. im Bereich von 0,14 bis etwa 0,49 bar. Die Dialysatablaßleitung 180 ist am Ausgang 182 zur Atmosphäre offen. Somit bleibt das frische Dialysat, das in den Abschnitt überatmosphärisehen Drucks 100 eintritt und durch das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130 austritt, unter überatmosphärischem Druck, wenn dieser nicht infolge anderer Ursachen herabgesetzt wird, was im Anschluß erläutert wird.
In der bevorzugten Ausführungsform nach F i g. 2 ist das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130 eine Zylinder/ Kolbeneinheit mit einem Kolben 132, der mit einem O-Ring 134 abgedichtet ist, um den Zylinder in getrennte Strömungsmitteldichte Kammern 131 und 133 zu unterteilen. Die Kammern 131,133 sind durch Ventile 135 bzw. 136 an die Frischdialysat-Zuführieitung 160 angeschlossen, sowie an die Dialysatablaßleitung 180, und zwar durch Ventile 137 bzw. 138. Der Kolben 132 wird zwischen den Enden des Ultrafiltrat-Entfernungsgeräts 130 durch eine Antriebsstange 139 hin- und herbewegt, welche mit dem Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130 einstückig ist und sich in Dichtungen 140 vor- und zurückbewegt. Die Stange 139 ist starr mit dem Armkörper 141 verbunden, der eine vorspringende Klinke 142 aufweist, welche spiralförmigen Nuten 143 folgt, die in die Umfangsfläche einer drehbaren Stange oder einer Leitspindel 144 eingeschnitten sind. Die Stange 144 wird durch die Zähne des Antriebszahnrades 146 kämmen, das auf der Antriebsstange 147 des Motors 148 gelagert ist Gegebenenfalls kann das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130 eine Pumpe sein; in diesem Fall sollte eine Zahnradpumpe oder irgendeine andere Druckerzeugungsvorrichtung mit Einsteilmögliehkeii zum genauen Pumpen von kleinen Volumen gewählt werden. Eine geeignete Pumpe für diesen Zweck ist in der US-PS 40 08 003 beschrieben. Nach Einschalten des Motors 148, welcher in Fig.2 z.B. mit einer Ultrafiltratsteuerung 149 verbunden, schematisch gezeigt ist, Einstellen auf die gewünschte Drehgeschwin-

digliel·. (die durch den Tachometer 151 angezeigt wird und auf der Steuerfläche der Ultrafiltratsteuerung 149 als Sichtanzeige — mit dem Bezugszeichen 153 angedeutet — erscheint) oder auf Umdrehung pro Minute oder mm pro Minute, veranlaßt die Drehbewegung der Antriebsstange 143 die Klinke 142, den Kolben 132 zum Ende eines Hubes zu bewegen und die Bewegungsrichtung umzukehren, wenn die Klinke 142 am Ende der spiralförmigen Nut 143 auf der Leitspindel 144 umkehrt; wenn die Ventile 135 und 138 offen und die Ventile 136 und 137 geschlossen sind, wird frisches Dialysat aus der Frischdialysat-Zuführleitung 160 in die Kammer 131 eingesogen, während frisches Dialysat in die Dialysatablaßleitung 180 ausgestoßen wird. Am Ende jedes Durchgangs des Kolbens 132 zu einem Ende des Zylinders 130 werden die Ventil» durch Einrichtungen wie herkömmliche Grenzschalter oder deren Äquivalente (nicht gezeigt) umgeschaltet. Während des folgenden Kolbendurchgangs zieht die andere Kammer frisches Dialysat aus der Leitung 160 ab, um die Kammer 133 tu füllen und das Dialysat in der Kammer 131 in die D^:alysatablaßleitung 180 auszustoßen. Somit wird die abgezogene Menge durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 132 direkt gesteuert.

In einem geschlossenen Kreislauf, d. h. in einer Rohrleitungsanordnung, die an allen Verbindungsstellen flüssigkeitsdicht ist, wie gezeigt, besteht beim Abziehen von Flüssigkeit die Neigung zur Verminderung des Druckes auf dem in der Anlage verbleibenden Strömungsmittel. In dem Kreislauf der F i g. 1 würde bei NichtVorhandensein des Gegeiidruckreglers 220 und des Druckverstärkers 230 das Abziehen von frischem Dialysat den Druck auf das Dialysat innerhalb des gesamten Kreislaufs reduzieren. Eine solche Reduktion ist der Niere zuträglich und trägt wenigstens teilweise zum Aufbau des benötigten tranjmembranen Druckes an der halbdurchlässigen Membran in dem Hämodialysator bei, der als künstliche Niere vom Hohlfasertyp 210 in den Figuren gezeigt ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß auch irgendeiner der anderen bekannten Hämodialysatoren, einschließlich des Spulen- oder des Plattentyps, verwendet werden kann. Andererseits ist eine solche Druckreduzierung in dem geschlossenen Kreislauf, abgesehen von dem Hämodialysator, unerwünscht, da der geschlossene Kreislauf seine anfängliche Flüssigkeitsdichtigkeit verliert, wenn der Sog ansteigt.

Es ist beobachtet worden, daß Verbindungen in der Verrohrung, in den Ventilen, Dichtungen und Gelenken zur Quelle für das Eindringen von Gas in den Kreislauf werden, wenn der Unterdruck zunimmt; praktisch ist der geschlossene Kreislauf bei negativen Drücken von mehr als etwa 266 bis etwa 332,5 mbar nicht mehr flüssigkeitsdicht Luft oder Gas, welches in den geschlossenen Kreislauf eintritt, erscheint schließiich in dem gebrauchten Dialysat als Blasen und verdrängt einen Teil des Volumens der Flüssigkeit innerhalb des geschlossenen Kreislaufs abströmseitig des Hämodialysators; in dem Maße, in welchem Luft oder Gas einen Teil des inneren Volumens der Kammer 102 oder der Kammer 102Λ anstelle des flüssigen gebrauchten Dialysats vor Abgabe an die Ablaßleitung einnimmt, ist das Ultrafütrat (das Wasser), v/e'rhes aus dem Blut in der Niere ausgeschieden wird, weniger als das frische Diaiysai, welches mit dem Ultrafilirat-Entfernungsgerät 130 abgezogen wird. Durch diesen neuen Kreislauf wird die Voraussetzung, daß die abgezogene Flüssigkeit genau gleich dem !Jltrafiltrat ist, erfüllt infolge Eliminierung von Gas ai?s der j:es3mten Menge verbrauchten Dialysats vor Rückführung desselben in die Kammer, entweder zur Umwälzung oder zur Abgabe. Druckminderer 220, Druckverstärker 230 und der Entgaser 140 lösen das Problem; der Druckminderer 220 verhindert das Voniandensein niedrigeren Druckes, der rjfgrund des Abziehens des frischen Dialysats entsteht, im Abschnitt überatmosphärisdien Drucks 100. Er ist zweckmäßigerweise ein im Handel erhältlischer Gegendruckregler mit einer herkömmlichen Bypass-Schleife 222. Der resultierende niedrigere Druck herrscht tatsächlich in den Leitungen und den darin liegenden Elementen zwischen dem nierenseitigen Ausgang 223 des Gegendruckreglers 220 und dem nierenseitigen Ausgang 225 des Druckverstärkers 230 und an der Niereneinlaßöffnung 227 und der Nierenauulaßöffnung 229.

Wie in Fig. 2 gezeigt, schließen diese Elemente nur die künstliche Niere 210, den Bypass-Ventilkörper 224 und den Druckverstärker 230 ein. Der Ventilkörper 224 enthält Ventile in der Frischdialysat-Zuführleitung 160 und der Bypass-Leitung 226, die in der Form wirksam sind, daß sie den Durchfluß in Richtung zur Niere zum Stillstand bringen und ihn über die Leitung 226 zum Druckverstärker 230 lenken. Der Druckverstärker 230 kann irgendeine beliebige Einrichtung sein, die in der Lage ist, das in der Leitung 170 strömende gebrauchte Dialysat von dem Nierenauslaß 229 aufzunehmen und den Druck dieses Strömungsmittels von seinem Eingangsdruck, welcher sich 931 mbar nähern kann, auf einen überatmosphärischen Druck zu erhöhen. Zahnradpumpen oder andere im Handel erhältliche Druckpumpen sind geeignet, wenn sie in der Lage sind, 50 bis etwa 750 ml gebrauchten Dialysats je Minute zu pumpen und einen Druck an der Ausgangsseite 222 in dem Bereich von etwa 0,27 bis etwa 1,75 bar überatmosphärischen Druckes zu erzeugen. Unter den allgemeinen Betriebsbedingungen einer Hämodialyse mit dem hier offenbarten Kreislauf empfängt die Druckpumpe 230 gebrauchtes Dialysat am Eintritt 225

«ο in einem Druckbereich von 266 bis etwa 864.5 mbar und gibt es mit einem Druck von etwa 0,49 bis etwa 0,84 bar am Ausgang 228 ab.

Wie in dem bevorzugten Kreislauf der F i g. 2 gezeigt, schließen die zusätzlichen Elemente im Abschnitt unteratmosphärischen Drucks 200 einen Druckmesser 232 für gebrauchtes Dialysat, im allgemeinen ein im Handel erhältlicher Meßwandler, und ein Sicherheitsventil 234 in der Leitung 236 ein, welche die Gebrauchtdialysat-Zuführleitung^OmitderDialysatablaßleitung 180 verbindet. Das Ventil 234 arbeitet in der Form, daß es den transmembranen Druck schnell reduziert, falls es während der Hämodialyse wünschenswert werden seilte, die Ultrafiltratabscheidung aus dem Blut des Patienten schnell zu beenden. In einem solchen Falle wird die Ultrafiltratsteuerung 149, welche im allgemeinen ein Mikroprozessor ist, so programmiert, daß sie an das Ventil 234 über die Leitung 235 ein Signal gibt, durch welches sich das Ventil öffnet und Dialysat zur Dialysatablaßleitung 180 in genügendem Maße strömen läßt, um den transmembranen Druck schnell auf Null zu senken, was augenblicklich gemessen und durch den Monitor 237 dem Mikroprozessor 149 zugeführt wird. Der Monitor 23? mißt den transmembranen Druck konstant und weist ihn auf der Anzeigevorrichtung 239 auf der Vorderseite der Ultrafiltratsteuerung 149 sus. Die Messung erfolgt durch Bestimmung des Unterschiedes zwischen dem Druck dis gebrauchten Dialvsats am Druckmesser 232

und dem venösen Blutdruck, der mittels des Blutdruckmeßgeräts 241, im allgemeinen ein Meßwsrtwandler, bestimmt wird, und wird dein Transmembrandmckmonitor 237 über die Leitungen 243 bzw. 244 zugeführt

Die Druckpumpe 230 kann befriedigend mit einer Geschwindigkeit arbeiten, die zu Beginn der Behandlung eingestellt wurde, um den Druck des gebrauchten Dialysats in den Bereich von etwa 0,14 bis etwa 0,7 bar Ober dem Druck des frischen Dialysats beim Eintritt in den Kreislauf an dem T-Stück 232 zu heben. Gelegentlich ist es wünschenswert, die durch die Druckpumpe 230 erzeugte Druckdifferenz zu verändern, was automatisch erfolgt. Das Signal des Druckmessers 232 wird an die Ultrafutratsteuerung 149 aber Leitungen 243 gegeben und mit einem vorgegebenen Höchstwert für den Unterdruck, bezogen auf die normale Betriebsgeschwmdigkeit der Druckpumpe 230, verglichen. Wenn diese Grenzen überschritten werden, dann signalisiert die Ultraffltrasteuerung 149 Einrichtungen (nicht gezeigt) über die Leitung: 245, die Drehgeschwindigkeit der Druckpumpe 230 zu beschleunigen oder zu verlangsamen, um den Druck des gebrauchten Dialysats am Ausgang 228 innerhalb der vorgegebenen Grenzen zu halten. Der erhöhte Druck des gebrauchten Dialysats, der durch die Druckpumpe 230 erzeugt wird, fahrt zur Auflösung von Gasblasen in dem Dialysat, welche unter Umstanden in den Abschnitt unteratmosphärischen Drucks 200 des Kreislaufs eingetreten sein können. Da der Druck am Ausgang 228 auf einem Wert von wenigstens der Höhe des Drucks, unter dem das Dialysat eingespeist wird,, und im allgemeinen einem höheren Druck gehalten wird, enthält das gebrauchte Dialysat kein gelöstes Gas außer der Menge, die in dem eingespeisten Dialysat vorhanden gewesen sein mag, das in den Abschnitt fiberatmosphärischen Drucks 100 unter einem Druck im Bereich von etwa 0,14 bis etwa 0,7 bar eingeführt wird. Das frische Dialysat wird vor dem Eintritt in den Abschnitt überatmosphärischen Drucks 100 hergestellt, vorgemischt, und auf 37° ± 4°C erwärmt, und falls die Zusammensetzung oder die Temperatur außerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt, geben Monitore im Kontrollgerät 246 der Ventilsteuerung 247 und dem Bypass-Ventil 224 Ober die Leitung 248 ein Signal, das Ventil in der Frischdialysat-Zuführleitung 160 zu schließen und das Ventil in der Bypass-Leitung 326 zur Niere 210 zu öffnen.

Die Druckpumpe 230 erzeugt zusammen mit dem Entgaser 140 den überatmosphärischen Druck, der erforderlich ist, daß die Gasblasen aus der Flüssigkeit austreten und sichergestellt wird, daß das gebrauchte Dialysat, welches zu den Meßkammern 102 oder 102/4 zurückgeführt wird, frei von ungelösten Gasen ist Der Entgaser 140 ist zweckmäßigerweise eine Luftfalle Von herkömmlicher Art, wie sie bei bekannten Dialysatzufflhrvorrichtungen verwendet wird, und ist einstellbar, um — wenn nötig - eine Steuerung des Druckes der Luftschicht über dem gebrauchten Dialysat darin zu ermöglichen. Einrichtungen zur Überwachung des Druckes einer solchen Luftschicht unter Verwendung des Mikroprozessors 149 rum Vergleich eines vofgege* benen Bereichs mit dem gemessenen Augenblicksdruck, und Signalgeber zur Einstellung des Flüssigkeitspegels innerhalb des Entgasers 140 zur Erlangung des vorgegebenen Druckes sind so ausgelegt, daß sie die Blasenentfernung selbsttätig durchführen und die Erzielung einer vorgegebenen maximalen prozentualen Abweichung von der vorgegebenen Ultrafiltratabscheidimg aus dem Blut und der tatsächlichen Entfernung γοη

Ultrafiltrat sicherstellen, ...-'-,,,"V-'

Wie in Fig.2 gezeigt, sind die Zylinder 110 und 120

mit einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung für., die

Kolbenstangen 106 bzw. 106A yersehei}, welciie gewöhnlich dem oben beschriebenen unabhängigen Antrieb für das Ultrafiltrat- Entfernongsgeitt 130 ähnlich ist Dk Kolbenstangen 106,106A sind starr mit einer gemeinsamen Antriebsstange 161 verbunden,/in der ein Klinkenmitläufer 163 mittig angeordnet ist, welcher spiralförmigen Nuten 165 folgt,, die r auf dem Umfang der Leitspindel 167 angeordnet sind. Die Leitspindel 167 wird durch Ineinandergreifeil der Zähne auf dem Zahnrad 169 und der Zähne auf dem Antriebszahnrad 171, welches an der Antriebsstange 173 des Motors 175 befestigt und durch den Motor 175 getrieben wird, gedreht Der Motor-175 ist durch die Diarysatdurchflußsteuerung 177 auf eine gewünschte Umlaufgeschwindigkeit steuerbar, die von dem Tachometer 178 geinessen und als Sichtanzeige. auf einem Anzeiger 179 in Umdrehungen pro Minute und auf einem Ausdrucker 181 in mi Frisehdialysat-DurchfluS pro Minute erscheint Die Anordnung zum direkten mechanischen Antrieb, die in der Aasführungsform der Fig.2 zur Anwendung kommt, stellt in vorteilhafter Weise eine gleichzeitige Bewegung der Kolben 105 und 105A ü>. den Zylindern 110 bzw. 120 sicher, und — was noch wichtiger ist — stellt sicher, daß diese Kolben genau in dem gleichen Augenblick am Ende jedes Zylinders ankommen, so daB eine mechanische Betätigung für das gleichzeitige Signalisieren der Ventilumkehr gesichert ist Ventilbetätigungssensoren können auf dien Kotben selbst oder an Einrichtungen angeordnet werden, die an den Kolbenstangen befestigt sind, oder können z. B. die Form eines einzelnen Armkörpers oder Fingers haben, der an der gemeinsamen Antriebswelle 161 befestigt ist Die Verwendung von Mehrfachventilkonstruktionen, die durch den Kontakt eines einzigen mechanischen Arm- oder Fingerkörpers betätigt werden können, hat sich für handelsübliche Ausführungsformen der Vorrichtung als äußerst vorteilhaft und zweckmäßig erwiesen.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, ist die Frischdialysat-Zuführleitung 160 an einer Stelle innerhalb des Abschnitts 100 überatmosphärischen Druckes durch eine Bypass-Leitung 181 mit der Gebrauchtdialysat-Abführleitung 170 verbunden. Die Leitung 181 ist mit der Frischdialysatz-Zuführleitung 160 durch ein Dreiwege-Bypass-Ventil 183 verbunden, dessen Ventile

so normalerweise für Durchfluß durch die Bypass-Leitung 181 geschlossen sind Wenn gewünscht, kann der Kreislauf nach den Fi g. 1 bis 3 so betrieben werden, daß er Wasser aus dem Blut in dem Hämodialysator 210 ultrafilriert, ohne gleichzeitig Gifte aus dem Blut wie

beispielsweise Harnstoff, Kreatinin usw. zu entfernen. Dies wird durchgeführt durch Schließen des Ventils in der Frischdialysat-Zuführleitung 160 und öffnen des Ventils, um eine Umwälzung von Dialysat durch die Bypass-Leifung ISl zuzulassen. Bei dieser Betriebswei-

se pumpt der Druckverstärker 230 das Dialysat durch den Umwälzweg, bestehend aus dem Entgaser 140, dem Bypass-Ventil 183, dem Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130, dem Gegendruckregler 220 und dem Bypass-Ventil 224. Das Ventil 224 ist so eingestellt, daß das Ventil in der Frischdialysat-Zuführleitung 160 geschlossen und das Ventil in der Bypass-Leitung 226 offen ist.

Dieses Umwälzverfahren des Kreislaufs steuert den transmembranen Druck automatisch durch Steuerung

der Geschwindigkeit der Entfernung des frischen Dialysats aus dem Ultrafiltrat-EntfernungsgeriU t30. Der UmwäJzkreisIauf weist auch dieselben Haupteleroente zur Trennung des Abschnitts unteratmosphjrischen Drucks 200 des Kreislaufs vom Abschnitt überatmosphärischen Drucks 100 auf wie die oben beschriebenen Doppelfunktionskreisläufe; er enthält einen Druckverstärker 230 und einen Entgaser 140, um die Entfernung der Blasen sicherzustellen, sowie einen Gegendruckregler 220 zur Trennung des Abschnitts unteratmosphärischen Drucks 200 mit der Niere 210 vom Abschnitt fiberatmosphärischen Drucks 100, in dem sich die Ventile und Dichtungen des Ultraffltrat-Entfernungsgeräts 130 befinden. Es liegt auf der Hand, daß diese Betriebsweise wirtschaftlich ist, wenn es erwünscht ist, das Blut des Patienten nur für einen Teil der Behandlung zu ultrafiltrieren oder den gesamten Ultrafiltrierteil der Blutreinigungsbehandlung vor der anschließenden separaten Entfernung der normalen Gifte aus dem Blut durchzuführen; es spart Dialysat-Aufbereitungskosten und Heizkosten für die gesamte Dauer der UltrafiltratJon-

- In der in Fig.3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform enthält der Kreislauf einen Abschnitt fiberatmosphärischen Drucks 100 und einen Abschnitt unteratmosphärischen Drucks 200 mit im wesentlichen den gleichen Elementen oder BestandteDen wie der in Fig. 1 gezeigte Kreislauf. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 gekeimzeichnet, aber im Abschnitt 100 ist die erste Ziffer 3 (statt 1) und im Abschnitt 200 die erste Ziffer 4 (statt 2). ^

Der Hauptunterschied zwischen der in F i g. 3 und der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform besteht darin, daß die Trenneinrichtungen in den Zylindern 310 und 320 Membranen 307 bzw. 307A sind, welche die Zylinder in getrennte Strömungsmitteldichte Kammern teilen, wie gezeigt Diese Membranen werden durch andere Einrichtungen als dem gemeinsamen Antriebsmechanismus fflr die Kolben 105 und 105Λ mit Energie versorgt Die Membranen 307 und 307/4 sind schwimmende Diaphragmen, welche sich innerhalb der Zylinder infolge des Druckes des von der Dialysateinlaßleitung 350 strömenden Dialysats, das in aufeinanderfolgenden Halbtakten in die Kammer 301 oder 301/4 eintritt, bewegen; in dem anderen Halbtakt ist die treibende Kraft, welche die Bewegung der Membranen 307,307A verursacht, die Pumpe 430, weiche das Fließen von gebrauchtem Dialysat abwechselnd in die Kammern 302, 302/4 verursacht Der Strömungsmitteldruck auf den Membranen muß wahrend jedes Halbtaktes so genau wie möglich gesteuert werden, um gleiche Geschwindigkeiten der Querbewegung oder Hin· und Herbewegung der Membranen in den Zylindern 310 und 320 zu bewirken, um damit eine gleichzeitige Betätigung der mit jeder Kammer verbundenen Ventile am Schluß der Überquerungsbewegung der Membran bis zum Ende ihres Zylinders zu ermöglichen. Es ist zu beachten, daß, wenn sich nicht beide Membranen bis zum Ende ihres Hubes bewegt halten, bevor alle acht Ventile gleichzeitig umgeschaltet werden, ein Durchfluß in Leitungen und in Richtungen auftritt, der unerwünscht ist Die Vorrichtung nach Pi g. 3 enthält Einrichtungen, welche die Steuerung des Druckverstärkers 430 in bezug auf die Durchflußgeschwindigkeit, die vom Drück des eingeführten frischen Dialysats erzeugt wird, ermöglichen. Dazu gehören ein Durchflußmesser 357, welcher die Geschwindigkeit des eingeführten Dialysatstroms mißt und eine Durchflußgeschwindigkeitssteue

rung 359 in der Gebrauchtdialysat-Abföhrleitung 370, welche die Durchflußgeschwindigkeit des Djalysats mißt und durch die Drehbewegung der Druckpumpe 430 mit Energie versorgt wird, Jedes der Ventile 357 und 359 ist mit der Ultrafiltratsteuerimg 349 oder einem Mikroprozessor (wie oben beschrieben) durch Leitungen 391 bzw. 333 verbunden. Die Ultraffltratsteuerung 349 gibt die augenblicklichen Durchflußgeschwindigkeiten, die vom Durchflußmesser 357 gemessen werden, an den Ausdrucker 395, und die augenblickliche Durchflußgeschwindigkeit, die von der Durchflußgeschwindigkeitssteuerung 359 gemessen wird, an den Ausdrücker 397. Ein Mikroprozessor 349 ist so vorprogrammiert, daß er Eichdaten zum Vergleich mit der augenblicklichen Durchflußgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den von den Geräten 357 und 359 gemessenen Werten speichert und Signale liefert, die einen Wechsel in der Umlaufgeschwindigkeit der Druckpumpe 430 hervorrufen, um die Durchflußgeschwindigkeiten in der DialysateinIaßlehung350 und der Gebrauchtdialysat-Abführleitung 370 auszugleichen.

In dem in F ig. 3 gezeigten Kreislauf ist eine Leitung 329 vorgesehen, um eine Menge frischen Dialysats an die Eingangsseite bei 431 der Druckpumpe 430 heranzuführen, welche diese Pumpe füllt wenn der Kreislauf erstmalig in Betrieb gesetzt wird. Im Gegensatz zu dem in Fig.2 gezeigten Kreislauf, in welchem der Fluß von Dialysat durch die Niere durch die Umlaufbewegung des Motors 175 bewirkt und gesteuert wird, der die Kolben 105, 105Λ hin- und herbewegt, liefern die Membranen 307, 308/4 keine treibende Kraft für den Durchfluß des Dialysats. Zu Beginn werden die Ventile 319 und 329 geöffnet, bevor die Drehbewegung der Druckpumpe 430 eingeleitet wird, um ein Füllen der Pumpe zu bewirken und den Durchfluß von Dialysat in den Abschnitt unteratmosphärischen Drucks, der die Niere 410 einschließt, in Gang zu setzen.

Die folgenden Beispiele zeigen die Wirkung des Eindringens von Luft bei Verwendung der beschriebenen Zylinder/Kolbeneinrichtung ohne Trennung des die Niere enthaltenden Abschnitts unteratmosphärischen Drucks und veranschaulichen den zunehmenden Fehlergrad mit zunehmendem Unterdruck, die Wirkungen des Überdrucks auf dem verbrauchten Dalysat und die Wirkungen des Oberdrucks in Verbindung mit der Gasentfernung aus dem gebrauchten Dialysat bevor es an die Kammer des Zylinders zur Entfernung des gebrauchten Dialysats rückgeführt wird.

Beispiel 1

Es wurden Laboratoriumstests durchgeführt unter Verwendung der in F i g. 2 gezeigten Zylinder/Kolbeneinheiten mit gleicher Rohrleitungsanordnung, abgese*

•i hen vom Fehlen des Druckminderers 220, des Druckverstärkers 230 und des Gasentferners 140. Bei den Tests wurden drei im Handel erhältliche künstliche Nieren vom Hohlfasertyp in drei getrennten Tests verwendet Anstelle von Blut wurde eine graduierte

w 50 ml Bürette mit Wasser gefüllt und nach dem Austreiben der Luft aus der künstlichen Niere und Versehen der oberen Bluteinlaßöffnung 211 mit einer Kappe wurde die Bürette an der Bodenöffnung 212 der Niere befestigt Die Zyünder/Kolbeneinheiten 110 und

<>> 120 wurden so betrieben, daß etwa 5 ml je Minute Dialysat mit einem Eingangsdruck von annähernd 035 bar Uberatmosphärischem Druck zur Niere gelangten. Sodann wurde durch Betätigen des Motors 148 und

J?insteJ|en des Tachometers _ 151 aui_ e»n,e .erste. Einstellung der das Ultrafjltrat- Entfernungsgerät 130 bildenden ZyUnder/Kbibeneinheit für den Abzug des -DFalysats angelassen, ■ ■^!: - ·■

Das Volumen des Zylinders des -Ultrafiltrat-Entferntingsgerätes 130 in diesen Tests betrug 4 ml, und die Einstellwerte würden bei steigender Umdrehungszahl pro Minute des Motors 148 beliebig gewählt, um die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung, des Kolbens 132 zum abwechselnden Füllen und Leeren der Kammern 131 und 133 zu erhöhen.

Die Tests schlossen die Einstellung auf den gewünschten Tachometerwert ein und die Stabilisierung des Systems bei dem Unterdruck, der durch die Entfernung von Wasser aus dem Ultrafütrat-Entfernungsgerät 130 verursacht, wurde; dazu wurde der Druck an einem Druckmeßgerät, das an der Stelle des Meßwandlers 232 in F i gV2 angeordnet war, beobachtet Die Stabilisierung dauerte üblicherweise etwa 8.bis 12Minuten; der stabilisierte i>ruck wurde sodann aufgezeichnet Nachdem sich der. Djack ,stabilisiert, hatte, wurde am Ende des Hubes des Kolbens 132 Zeit und. Wasserpegel in der Bürette festgestellt und aufgezeichnet und eine Stoppuhr angestellt. Es wurden, fünf yoÜe Takte des Weges des Kolbens 132 beobachtet, wobei jeder Weg je einen Takt darstellte, und am Ende des fünften Taktes der neue Wasserstand in der Burette und die Zeit aufgezeichnet Dieses Verfahren wurde bei neuen und höheren Tachometereinstellungen wiederholt, um dadurch höhere Bewegungsgeschwindigkeiten des Kolbens 132, höhere Wasserentfernungsgeschwindigkeiten und stärkere Unterdrücke zu erzeugen. Die Anzahl der Einstellungen und Ergebnisse alby Tests sind in der Tabelle I zusammengestellt in Tabelle 1 ist der Druck des Dialysats in der Niere in mbi· negativ, d.h. als unteratmosphärischer Druck angegeben.

Ültraflltrat-Entferpungsgerllts 130 ybn 4,0 ml wurde" als Basis für Berechirogen benutet, in denen die vorausgesagte Menge zu entfernenden Diaiysats mit der

ι- tatsächlich entfernten Menge verglichen wurde, angegeben in Entfernungsgescbwindigkeit ml/min; diese Zahlen sind in der Tabelle I in den Kolonnen mit der Überschrift; »UF vorausgesagt ml/min« und , »UF real-ml/min« aufgeführt Bei 100%iger Genauigkeit

in würden 20 ml Dialysat aus der Bürette in die Njere hineingezogen, die Hohlfasern in der Niere passieren und an die Dialysatablaßleitung 180 abgegeben werden. Zum Vergleich wurde die prozentuale Abweichung der vorhergesagten von der tatsächlichen (realen) Ge-

Π schwindigkeit der Entfernung errechnet durch Abziehen des tatsächlichen (realen) ml-Wertes von dem vorhergesagten ml-Wert pro Minute und Dividieren der Differenz durch den .,vorausgesagten ml-Wert pro Minute; die Ergebnisse dieser Berechnungen sind in

3n Tabelle I in der mit »Prozent Abweichung« überschriebenen Kolonne aufgeführt :. , ■-·:..;..

Wie oben angegeben, war die künstliche Niere, die in dem in der linken Kolonne der Tabelle I wiedergegebenen Test verwendet wurde, eine Hohlfaserkunstniere A mit einer zur Bildung eines Nennflächenbereichs von 2£ m² ausreichenden Anzahl kleiner halbdurchlässiger Zellulose-Hohlfasern;, im in der mittleren Kolonne wiedergegebenen Test war die Niere B eine solche, weiche eine zur Bildung eines Nennflächenbereichs von

so 1,8 m² ausreichende Anzahl halbdurchlässiger Zellulose-Hohlfasern enthält; und im Test, der in der rechten Kolonne wiedergegeben ist war die verwendete künstliche Niere Ceine Hohlfaserniere mit einer Anzahl kleiner hohler, halbdurchlässiger Zelluloseacetatfasern,

H die einen Nennflächenbereich von 0,9 m* bildeten. Tabelle I

Nierendruck

(mbar)

Künstl. Niere Type A UF vor» UF real Abwei-

ausgesagt chung

(ml/min) (ml/min) (%)

Type B

UF vor- UF real Abweiausgwagt chung

(ml/min) (ml/min) (%)

Type C

UF vor- UF real Abweiausgesagt chung

(ml/min) (ml/min) (%)

- 33,78

- 50,67

- 74,35 -101,35 -118^4 -128,35 -148,56 -152,02 -168,91 -179,02 -199^3 -209,48 -216,26

- 236,47
-253,37
-257,22

- 287,28 -317.47

11,49 10,26 +11

8,30 6,93 +17

11,30 9,66 +15

14,37 12,33 +14

	-	-	2,49	3,55	-43
13,25	11,72	+ 12	2,53	3,64	-44
-	-	-	5,48	5,75	- 5
14,60	12,70	+ 13	—	—	—
_		_	7,28	7,49	- 3
-	—.	-	7,31	6,85	+ 6
—	-	-	9,88	9,15	+ 7
17,70	14,78	+ 16	-	-	-
-	-	-	11,85	10,5	+ 11
-	-	-	13,17	11,53	+ 12
-	-	-	14,42	11,60	+ 20
-	-	-	17,32	14,38	+ 17
20,62	16,50	+ 20	-	-	-
-	-	-	21,01	16,17	+ 23
22,99	17,93	+ 22	-	-	-

Fortsetzung

Nieren- Künstl, Niere Type A

druck UF vor- UF real Abwei-

ausgesagt cbung

(mbar) (ml/min) (ml/min) (%)

Type B

UF vor- UF real

ausgesagt

(ml/min) (ml/min) Type C

Abwei- UF vor- UF real

cbung ausgesagt

(%) (tnl/min) (ml/min)

Abweichung

-311,04 -371,60 -381,71 -385,17 -412,17

29,70 36,7

18,72 22,1

+37

+40

25,64 28,17 19,49 +24 20,14 . +29

30,30 20,75 +32

Aus den in Tabelle I gezeigten Ergebnissen der Tests ist ersichtlich, daß bei einem Anstieg des Unterdrucks in der Niere die Differenz zwischen der Menge totsächlich entfernten Ultrafiltrats und der vorausgesagten Menge entfernten Filtrats zunimmt; die maximale prozentuale >n Differenz trat bei den Nieren mit dem größten Oberflächenbereich und der größten Anzahl Hohlfasern auf. Es ist beobachtet worden, daß sich bei runehraendem Unterdruck auch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Lufteinlässen in den Kreislauf an den Ein- und Auslaßöffnungen der Niere erhöht an Ventilen in den Zylinder/Kolbeneinheiten, wenn sich diese unter einem Unterdruck befinden, sowie infolge sekundärer Entgasung, d.h. bei Blasenbildung von in dem einströmenden Dialysat oder dem Blut gelöster Luft in Tabelle I ist ebenso zu entnehmen, daß die Abweichung bei Unterdrücken von mehr als etwa 226 mbar etwa 20% überschritt Obwohl sich die Arbeitsergebnisse der Kliniken, die eine intermittierende Hämodialysebehandlung mit künstlichen Nieren durchführen, die während j5 der Behandlung mit dem üblichen durch Techniker eingestellten transmembranen Druck betrieben werden, etwas unterscheiden, liegt doch die durchschnittliche prozentuale Abweichung im Bereich von etwa 15 bis etwa 20%, wenn die Dialysatdrücke im üblichen Bereich von etwa —266 bis etwa —665 mbar liegen. Es ist somit offensichtlich, daß der Kreislauf, welcher in den in Tabelle I wiedergegebenen Tests verwendet wurde, einer weniger genaue Ultrafiltrationssteuerung ergibt als gegenwärtig klinisch angewendete Kreisläufe mit 4ί Hohlfasernieren und manueller Einstellung des transmembranen Drucks während der Behandlung.

ten, die normalerweise bei in modernen Kliniken in den Vereinigten Staaten durchgeführten Hämodialysebehandlungen auftreten, und nur selten über einen Unterdruck von 798 mbar hinausgehen.

Bei diesem Test wurde eine handelsübliche Hohlfaserniere 9 verwendet, welche einen Zellulosefaser-Oberflächenbereich von 13 m² hat;«üe Ergebnisse sind in Tabelle II wiedergegeben. Aus diesea Ergebnissen ist ersichtlich, daß es die Aufnahme des Gegendruckreglers und des Druckverstärkers in dem Kreislauf nach F i g. 2 ermöglicht, bei Unterdrücken von etwa über 665 mbar zu arbeiten, bevor die prozentuale Abweichung 20% überschritten wird, im Vergleich zu den in Beispiel 1 getesteten Kreisläufen, welche zur Abweichung von 20% bei Unterdrücken von annähernd 266 mbar führten. Es wird angenommen, daß die Verbesserung auf die Aufrechterhaltung des überatmosphärischen Drukkes an den Ventilen und Dichtungen der Zylinder/Kolbeneinheiten HO, 120 zur Zufuhr des Dialysats und des Ultrafiltrat-Entfernungsgeräts 130 zur Entfernung frischen Dialysats zurückzuführen ist; sie ist teilweise zurückzuführen auf die Auflösung von wenigstens einem Teil der Luftblasen, welche infolge des Anstiegs des Druckes in der Druckpumpe 230 auf annähernd 0,7 bar in den Kreislauf eintreten, sowie das Strömungsmittel in den Abschnitt überatmosphärischen Druckes de« Kreislaufs 180 eintritt und bevor es in der Frischdialysat-Zuführleitung 160 abwechselnd zu den Aufnahmekammern 102,1024 zurückgeführt wird.

Tabelle Π

Beispiel 2

Es wurde ein Test unter Verwendung des Kreislaufs so nach Beispiel 1 durchgeführt, jedoch abgewandelt durch Aufnahme des Druckminderers 220 in Form eines _ herkömmlichen Gegendruckreglers und des Druckver- ~ stärkers 230 in Form einer Druckpumpe; somit war ~ dieser Kreislauf identisch mit F ig, 2, enthielt jedoch den 55 -Entgaser 140 nicht. Der Druckverstärker 230 wurde mit einer Drehzahl zur Erzeugung des durchschnittlichen Druckes des von der Hochdruckseite austretenden verbrauchten Dialysats von etwa 0,7 bar betrieben. Das an dem T-Stück 132 in den Kreislauf eintretende w> Dialysat befand sich auf einem überatmosphärischen Drück von etwa 035 bär.

Der Test wurde unter Anwendung derselben Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt, abgesehen davon, daß die Geschwindigkeitseinstellungen des Tachometers 151 derart waren, daß sie in der Niere einen Unterdruck von über 266 mbar erzeugten und bis zu Unterdrücker gingen, welche die überschrit- Nieren-

(mbar)

UF vorausgesagt . (ml/min)

Künstl. Niere Abwei-Type D/UF real chung (ml/min) (%)

287,15	5,75	5,46	+ 5
506,73	11,9	10,6	+ 11
726,31	20,8	16,5	+ 21
877,80	30,8	20,3	+ 34

Beispiel 3

Es wurde ein Test unter Verwendung des in F i g. 2 gezeigten Kreislaufs durchgeführt Im Vergleich zu den Tests des Beispiels 2 wurde der Kreislauf so abgewandelt, daß er eine Luftfalle 140 von herkömmlicher Bauart einschloß.

Die in diesem Test verwendete Niere war eine handelsübliche künstliche Niere Type D. Der Test wurde durchgeführt unter Anwendung desselben Verfahrens und derselben Berechnung der prozentualen

Abweichung wie in den Beispielen 1 und 2; die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt Aus Tabelle III ist zu ersehen, daß der Kreislauf der F i g. 2 eine bedeutend bessere Übereinstimmung der tatsächlich durch das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130 aus dem Kreis entfernten Flüssigkeit mit der vorausgesagten Menge gibt Diese Übereinstimmung erstreckt sich über den Unterdruckbereich von etwa 266 mbar bis etwa 8643 mbar. »

Die prozentuale Abweichung erreichte ein Maximum von etwa 11 bis 12% beim höchsten Unterdruck, was zeigt, daß der Einbau der Luftfalle 140 in dem Kreislauf die Präzision der Ultrafiltraterzeugung stark verbessert und den Fehler verringert, der zurückzuführen ist auf Blasen und Luft in dem in der Frischdialysat-Zuführleitung 160 vorhandenen Strömungsmittel, welches an die Aufnahmekammer 102, W2A der Zylinder/Kolbeneinheiten 110, 120 zur Dialysatentfernung zurückgeführt Wird. Di£ erzielten Ergebnisse bilden c;nc erhebliche Verbesserung gegenüber den normalerweise in Kliniken in den Vereinigten Staaten erreichten, wo Einstellungen des transmembranen Drucks von Hand erfolgt, was bisher für das Beste galt.

Tabelle III

Nierendruck
(mbar)

UF vorausgesagt
(ml/min)

Künstl. Niere
Type D UF real
(ml/min)

Abweichung

253,37	5,97	6,48	- 8
320,93	8,9	8,31	+ 7
405,38	12,2	11,0	+ 10
540,51	15,3	13,6	+ 11
861,44	21,0	23,30 bis 23,6	+ 11 bis 12
		Beispiel 4

Es wurden in zwei Krankenhäusern klinische Auswertungen des in Fig.2 gezeigten Kreislaufs vorgenommen, und war unter Verwendung der in Beispiel 1 benutzten künstlichen Nieren A und B. Bei der ersten Auswertung wurden fünf Hämodialysebehandlungen an vier Patienten für intermittierende Dialyse durchgeführt drei Behandlungen unter Verwendung der künstlichen Niere B und zwei Behandlungen unter Verwendung der künstlichen Niere A.

Die bei den fünf Hämodialysebehandlungen in der Klinik Nr. I angewandten Bedingungen, deren Ergebnisse in der Tabdle IV-A gezeigt sind, schlossen ein: Frisches Dialysat erwärmt auf eine Temperatur von 37°C, bei einem überatmosphärischen Druck von etwa 035 bar, eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 500 ml pro Minute und eine durchschnittliche Blutstromgeschwindigkeit von 200 ml pro Minute.

Die Behandlungen erforderten 3V₂ bis 4V₂ Stunden, im Durchschnitt also etwa 4 Stunden. Die vorausgesagte Wasserentfernung basierte auf einem Wert, der vom Summierer eines Mikroprozessors von durch das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät 130 entferntem frischem

ίο Dialysat erhalten wurde und auf der Ultrafiltrat-Steuerung 153 an der Vorderseite des Gehäuses des Kreislaufs der FiR. 2 als Sichtanzeige erschien. Der tatsächliche Wasserverlust, wie in der Tabelle IV-A wiedergegeben, basierte auf der Differenz des Gewich-

tes des Patienten unmittelbar vor Beginn und unmittelbar nach Beendigung des Tests; das Gewicht wurde sowohl mittels Standwaagen als auch Bettwaagen unter Einbeziehung der Flüssigkeitsaufnahme und des Flüssigkeii:v;r!i!:!es seitens ^e.* Patienten während der Behandlung festgestellt Die berechnete prozentuale Abweichung ist ausgewiesen als »Prozent Abweichung« vom tatsächlichen Gewichtsverlust und wurde errechnet durch Abziehen des tatsächlichen Verlustes in Gramm während der gesamten Behandlung vorn vorausgesagten Gesamtgewicht in Gramm und Dividieren durch den tatsächlichen Verlust: wenn die tatsächliche prozentuale Abweichung die vorausgesagte übersteht, dann ist die prozentuale Abweichung als negativ ausgewiesen, wie in den Beispielen 1 bis 3

30 gezeigt.

Die in der Klinik Nr. 2 angewendeten Bedingungen waren die gleichen wie bei Klinik Nr. 1 beschrieben, abgesehen davon, daß der Versuch vier Behandlungen bei drei Patienten umfaßte, wobei eine künstliche Niere Typ B verwendet wurde. Blut- und Dialysatdurchflußgeschwindigkeiten sind der Tabelle IV-B zu entnehmen. Der tatsächliche Gewichtsverlust der Patienten 1,2 und 3 war mittels Standwaagen, der des Patienten 4 mittels einer Bettwaage festgestellt worden. Die prozentuale

to Abweichung wurde in derselben Weise, wie in den Beispielen I bis 3 errechnet.

Aus den Tabellen IV-A und IV-B ist ersichtlich, daß die vorausgesagte Wasserentfernung, die aus der Steuerung der Umlaufgeschwindigkeit des Motors 148 resultiert und wiedergegeben ist als vorausgesagte Menge Wasser in ml, die innerhalb der vom Arzt vorgegebenen Behandlungszeit zu entfernen ist sehr nahe an dem tatsächlichen Gewichtsverlust liegt und eine maximale prozentuale Abweichung von etwa 8%

so zeigt Dieser Genauigkeitsgrad ist besser als der in modernen Kliniken in den Vereinigten Staat..! bei klinischen Hämodialysen normalerweise erreichte.

Tabelle IV-A

Blntdurchfluß-	Durch- Zeit	UF	UF	Abwei	Künst
geschwindigkeit	fluß-	voraus	real	chung	liche
	geschwin-	gesagt			Niere
	digkeit
(inl/min)	(ml/min)	(ml)	(ml)	(%)	aype)

Klinik Nr. 1
Behandlung Nr. 1

Behandlung Nr. 2

230 durchschnittlich 230 durchschnittlich 4Std.

5 Min.

3Std.

37 Min.

1288 1408 -8,11 A
1758 1846 -5,0 B

Fortsetzung

23

BlutdurchfluQ-geschwindigkeil

(ml/min)

Durch-	Zeil	Std.
fluB-		Min
geschwin-		Std.
digkeit		Min
(ml/min)		Std.
500	4	Min
	35
500	3
	55
500	4
	3

UF	UF	Abwei	Künst
voraus	real	chung	liche
gesagt			Niere

(ml)

(Type)

ik Nr. 1
Behandlung Nr. 3 Behandlung Nr. 4 Behandlung Nr. 5

Tabelle IV-B

Klinik Nr. i
Behandlung Nr. 1 Behandlung Nr. 2 Behandlung Nr. 3 Behandlung Nr. 4

230 durchschnittlich 230 durchschnittlich 230 durchschnittlich

215 250 200 2i0 2116 1966 +7,63 B 2583 2780 -7,09 B 3544 3488 +1,61 A

451	4 Std. 26 Min.	3318	3230	+ 3	B
452	4 Std. 30 Min.	3943	3890	+ 1	B
457	3 Std. OMin.	3303	3460	-4,5	B
459	3 Std. 22 Min.	2614	2695	-3,0	B

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1, Vorrichtung zum automatischen Steuern der Hämodialyse bei vorgewählter Ultrafiltrationsgeschwindigkeit, mit einem geschlossenen Dialysat- s kreislauf mit einem Abschnitt überaünosphärischen Drucks und einem Abschnitt unteratmosphärischen Drucks,

einer künstlichen Niere im unteratmosphärischen Abschnitt zum gleichzeitigen Dialysieren und Ultrafiltrieren des Blutes mit Bluteinlaß- und Blutauslaßöffnungen und Dialysateinlaß- und -auslaßöffnungen,

einer Dialysateinlaßleitung und einer Dialysatablaßleitung, die mit dem Abschnitt überatmosphärischen Drucks verbunden sind,

einer Frischdialysat-Zuführleitung zur Niere und einer Gebrauchtdialysat-Abführleitung von der Niere, einem, die Frischdialysat-Zuführleitung in einen Abschnitt überatmosphärischen und einen Abschnitt unteratmosphärischen Drucks teilenden Druckminderer^ einem die Gebrauchtdialysat-Abführleitung in einen Abschnitt überatmosphärischen und einen Abschnitt unteratmosphärischen Drucks teilenden Druckverstärker sowie einem Ultrafiltrat-Entfernungsgerät, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Meßkammereinheit (110, 120; 310, 320) mit darin hin- und herbewegbaren Körpern (105,105/4; 307, 307>4Jl welche jede Einheit in zwei Kammern jo unterteilen und bei Bewegung abwechselnd das Volumen einer Kammer jeder Einheit vergrößern und gleichzeitig das Volumen der anderen Kammer entsprechend verkleinern;

durch Ventile (lit bis 125) zum wahlweisen js Verbinden der Dialysateinlaßleimng (150), der Dialysafalblaßlcitung (180) sowie der im Abschnitt überatmosphärischen Drucks liegenden Teile der Frischdiallysat-Zuführleitung (160) und der Gebrauchtdialysat-Abführleitung (170) mit den Kam- mern der Meßkammereinheiten (110, 120) derart, daß in einer Schaltstellung der Ventile (111 bis 125) eine Kammer der einen Meßkammereinheit (110, 120) mit frischem Dialysat von der Dialysateinlaßleitung (15I)) gefüllt wird und die andere Kammer gebrauchtes Dialysat an die Dialysatablaßleitung (180) abgibt, während gleichzeitig eine Kammer der anderen Mcßkammcrcinheit (120, 110) mit gebrauchtem Dialysat von der Gebrauchldialysal-Abführleilulig (170) gefüllt wird und die andere Kammer dieser Einheit (120; 110) frisches Dialysat an die Frischdialysat-Zuführleitung (160) abgibt, und in der anderen Schaltstellung die Kammer, die jeweils andere Funktion haben; durch das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät (130), das mit der Dialysatablaßleitung (180) und dem überatmosphärischen Teil der Frischdialysat-Zuführleitung (160) oder der Gebrauchidialysai-Abführleitung (170) verbunden ist;

durch Einrichtungen (141 bis 148) zur Betätigung des «> Ultraviliral-Entfcrnungsgerätes (130) unabhängig von den Meßkammereinheiten (110,120); durch eine entfernt vom Ultrafiltrat-Entfernungsgeräl (130) angeordnete Ultrafiltratsteuerung(149) sowie durch einen Entgaser (140) im übcratmosphä- bi rischcn Teil der Gebrauehtdialysai-Abführlcitung (170), zum Entgasen des gebrauchten Dialysats vor Eintritt in eine Kammer der Meßeinheiten (110,120).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper in den Meßkammereinhetten (110,120) doppelt wirkende Kolben (105, lOSA) und mit einem gemeinsamen Antrieb (161 bis 181) verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät (130) eine Zylinder/Kolbeneinheit mit doppelt wirkendem Kolben (132) ist, Ventile (134,135, 137 und 138) aufweist, die durch eine Einrichtung (Is 1 bis 153) derart schaltbar sind, daß die Frischdialysat-Zuführleitung (160) über das Ultrafiltrat-Entfernungsgerät (130) mit der Dialysatablaßleitung (180) verbindbar ist, und daß die Ultrafiltratsteuerung (149) derart steuerbar ist, daß sich die an die Dialysatablaßleitung (180) abgegebene Menge Frischdialysat verändert
4. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper in den Meßkammereinheiten (310,320) Membrane (307,307.A; sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Bypass-Ventil (224) an einer Stelle zwischen dem Druckminderer (220) und der Dialysateinlaßöffnung (227) der künstlichen Niere (210) zum direkten Verbinden der Frischdialysat-Zuführleitung (160) mit der Gebrauchtdialysat-Abführleitung (170).
6. Vorrichtung rrcch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckminderer (223) ein Gegendnickregler ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverstärker (230) eine Pumpe ist.